分布式发电对配电网继电保护的影响

分布式发电对配电网继电保护的影响

马尹乐,陈蒙

国网内蒙古东部电力有限公司兴安供电公司，内蒙古 兴安盟 137400

摘要：分布式发电不仅对配电网的网络结构有着重要影响，还直接影响配电网中短路电流的大小与方向。随着科技的进步，电力行业也在快速的发展，然而在不断发展的同时，电力行业的相关工作变得更加复杂。分布式电压能为配电网提供安全可靠的电能，对促进配电网的发展有着积极的意义。本篇文章先阐述了分布式发电的相关理念，其次研究了分布式发电影响配电网继电保护的原因，并论述了分布式发电会对继电保护的哪个方面有着明显的影响。针对分布式发电影响继电保护中的一些问题，提出了一些意见，以此来提升配电网继电保护的安全性能。

关键词：分配式发电；配电网；继电保护

引言

为了适应时代的发展，我国电力企业不断对配电网结构进行优化，其中增加运用了分布式发电技术，能够有效促进配电网的运行效率。分布式发电技术本身就具有环保性以及高效性的优势，技术的大量应用能够改变配电网的结构布局，从单电源辐射转换成多电源互联，形成全面的电力供应网络，但同时由于分布式发电技术的使用会使配电网更加复杂，会对配电网继电保护系统带来巨大的挑战。

1 分布式发电概述

1.1分布式发电方式

在电力工程上，为方便起见，通常简称分布式发电为DG，具体的含义是指，在相关用户的周围，通过将上千瓦或者数百兆瓦的功率优化成小型的模块，形成可控性较好的高效可靠的发电单元。太阳能发电、风力发电以及生物质能的发电等是分布式发电的主要方式。分布式电源是分布式发电系统中的重要结构，其作用在于提高可再生能源的利用率，降低化石能源的损耗情况，从而实现环保的目的。因此在实际应用中使用的分布式电源对配电工作具有直接影响。通常情况下按照材料和用途，可以将分布式电源分成风力发电、太阳能光伏发电等方式。

1.2分布式发电的优势

相对于传统的供电方式，分布式发电在整个配电系统中的优势主要体现在以下几个方面：第一，使用分布式发电，电力更加稳定；分布式发电可以达到点多、面广的效果，由于分布式电源通常容量低，所以某个分布式电源故障不影响整个电网的运行。第二，分布式发电技术的经济性较好，通过避免架设相应的配电线路和输电线路，节约资源。第三，分布式发电在电网运行的稳定性更好，配电系统出现故障时，分布式发电系统仍然能够以“孤岛”的形式正常运行，降低电网问题对某个分布式电源点的影响。除此之外，分布式发电技术还具有调峰作用，可以有效减少整个配电系统的压力和困境，缓解电力系统巨大的电荷功率。分布式电流技术的引入会在一定程度上影响配电系统的电流大小和分布，对整个配电系统电流的稳定性也有一定影响，因此需要对其进一步研究，保证电力供应。

2 分布式发电的主要类型

2.1光伏电池发电技术

太阳能光伏电池发电技术实质上是通过半导体材料产生的光电效应，将太阳能直接转化为电能。太阳能光伏电池发电技术具有多种优点，包括无污染、不耗材、安全稳定、规模灵活、维护方便等。目前，大多数太阳能电池采用的都是半导体器件，通过光伏效应将太阳能转化成为电能，但是，实际应用中的光伏电池转换效率较低，发电效率仅能达到6～19%。

2.2风力发电技术

风力发电技术实质上是将风能转换为电能进行发电的技术，同时也是一种清洁能源，风力发电技术的输出功率是根据风能决定的，它是目前电力新能源开发中规模较大、技术较成熟的发电方式，具有一定的商业发展价值，发电效率能达到25%左右。

2.3燃料电池发电技术

燃料电池发电技术与传统火力发电技术是截然不同的，燃料电池发电技术的燃料是不需要经过燃烧，而是燃料在催化剂的作用下与相应的氧化剂结合产生化学反应进行发电，其实质是利用化学能进行发电。燃料的种类也是多种多样的，虽然燃料电池在发电过程中会造成热能损失，但相关实验证明，燃料电池发电技术在室温条件下的转化效率能够达到40～85%左右。

3 分布式发电对配电网继电保护的影响

3.1对故障电流的影响

一般来说，把分布式发电技术引入到配电网的系统中，会对故障电流产生一定的影响，而继电保护装置又与故障电流紧密相连。因此当继电保护装置确认了故障电流之后。其本身将会受到一定的影响。所以，如果想要充分发挥配电网中继电保护装置的作用必须解决这一问题。目前解决为这一问题普遍采用了串联电抗模型，采用这种模型进行相关操作能够有效发挥继电保护装置的效能。如果采用了串联电抗模型作为分布式发电中的主要模型。当电力系统发生故障时，其产生的电流与分布式发电装置产生的电流大小相同。通过这样的方式，继电保护装置很快就能确定故障发生的位置，以达到分辨分布式电源的不同的目的。

3.2对三段式电流的保护

分布式电源对于整个电路保护的敏感度有着很大的影响，通常情况下会使得电路保护的敏感度降低，甚至可能导致保护电路拒绝动作，使得继电保护装置形同虚设。由于故障发生点的电流是由分布式电源和系统共同供电的，因此三段式电流保护只能够接受到系统的故障电流。这就大大降低了保护动作的灵敏度。

3.3对自动重合闸装置的影响

由于配电网运行过程中具有较大的风险性，很多问题都有可能在瞬间发生，因此，技术人员应该增加自动重合闸的使用，从而提高供电的稳定性，降低故障的出现概率。特别是在单侧电源供电工作中对于单回线路的作用更加明显，因此，技术人员应该重视对自动重合闸的使用，才能够保障配电网的安全性和可靠性。一般在无源系统中发生瞬时故障时，变电站跳闸后可以通过重合闸重新恢复对线路的供电。而在增加分布式电源之后，当电网出现瞬时故障时，分布式电源会有继续为故障点供电的可能，影响到故障电弧的熄灭，所以应科学地延长重合闸时间，以确保电网的安全稳定运行；此外，不同期的情况下的重合闸动作会产生冲击电流，给电源造成危害。

3.4对熔断器保护装置的影响

当线路分支线发生故障时，接于熔断器保护的上游的分布式电源会使支线短路电流增大，导致熔断时间缩短，降低了保护的可靠性，使熔断器无法成功躲避瞬时故障，在第一次故障发生时就熔断。根据相关电力保护要求的规定，电网运行的过程中不能对熔断保护设备产生影响，否则会出现安全事故、意外停电等现象。故为了适应上述情况，应选择额定工作电流较大的熔断装置，保证其在瞬时故障中发挥应有的作用。

4 应用分布式发电的有效对策

4.1加装故障限流器

为了将分布式发电更好地应用到配电网继电保护中，应该尽快加装故障限流器，避免相关事故再次发生。例如，可以在配电网线路上加装合适的故障限流器，利用它来减小配电网电路中的故障电流，避免电路中出现电流或者潮流等情况。但是，在选择故障限流器时，要根据配电网的实际运行情况选择超导型的故障限流器。

4.2加装附属保护措施

为了保证配电网继电发电过程的安全性和稳定性，必须要在配电网继电装置中加装一些其他的保护装置。在配电网中加装其他保护装置，不仅可以避免分布式电源对电网造成的影响，还可以提高配电网继电保护的安全性和可靠性。例如，可以在配电网继电线路上加装一些电气量，以此作为度量单位的主要保护，避免发电过程中出现不必要的麻烦影响分布式发电的正常运行和发电效率。

结语

综上所述，分布式发电是对传统供电方式的革新，在分布式发电中使用分布式电源会对整个系统产生重要的影响。分布式发电的特点主要体现在分散性和随机性上。但大量的分布式电源在配电网中进行接入时会对安全及稳定带来较大的影响。分布式发电本身具有较好的发展前景，但其对电网系统的影响仍然不可忽视，通过对影响的分析，分布式电源的发展对于加快电力事业推进具有积极作用。

参考文献

[1]胡桂军,王东利,李飞,刘宁.分布式发电对配电网继电保护的影响[J].通信电源技术,2019,36(09):229+231.

[2]常晓辉.试谈分布式发电对配电网继电保护的影响[J].数字通信世界,2019(04):132+121.